Поперечный предплюсневым (мидтарзальный сустав) и его связки

(цифровые и буквенные обозначения имеют то же значение, что и в двух предшествующих разделах)

Когда поперечный предплюсневый сустав открыт и лвдьвидная и кубовидная кости наклонены дистально (рис. 21, взят из работы Rouviere), то можно видеть, что он состоит из двух суставов: медиально находится таранноладьевидный сустав вогнутый кзади, а латерально – пяточнокубовидный сустав слегка вогнутый кпереди, так что мидтарзальная линия, если смотреть сверху, имеет форму латинской буквы S. Передняя поверхность (е) пяточной кости сложна по своей конфигурации: в поперечном направлении она вогнутая в верхней части и выпуклая в нижней, в вертикальном направлении (сверху книзу) она сначала вогнутая, потом выпуклая. Задняя поверхность кубовидной кости имеет соответствующую форму (рис. 26; вид ладьвидной и кубовидной костей сзади), но часто она расширяется за счёт фасетки на ладьвидной кости (е'₂), которая лежит кнутри от кубовидной. Эти две кости сочленяются друг с другом (кубовидноладьвидный сустав) двумя плоскими поверхностями (h и h') и прочно связаны тремя связками: наружной тыльной (5), внутренней подошвенной (6) и короткой, толстой межкостной (7) (на рисунке кости разъединены).

Общее число связок поперечного предплюсневого сустава составляет 5:

- подошвенная пяточноладьвидная связка (с') или "пружинящая" соединяет пяточную и ладьвидную кости (рис. 22) и участвует в образовании тараннопяточноладьвидного сустава; к её внутреннему краю прикрепляется дельтовидная связка (8);

- тыльная таранноладьевидная связка (9) идёт от тыльной поверхности шейки таранной кости к тыльной поверхности ладьевидной кости (рис. 25);

- раздвоенная или Y-образная связка (рис. 22 и 25) находится в центре и образует "краеугольный камень" поперечного предплюсневого сустава; она состоит из двух тяжей, отходящих вместе (10) от передней части тыльной поверхности sustentaculum tali пяточной кости – внутренний тяж или наружная пяточноладьевидная связка (11) лежит в вертикальной плоскости и прикрепляется к наружному концу ладьвидной кости, его глубокий край иногда срастается с подошвенной пяточноладьевидной связкой и поперечный предплюсневый сустав оказывается разделённым на две отдельные синовиальные полости; наружный тяж (или внутренняя пяточнокубовидная связка, 12) не такой толстый, он проходит горизонтально и прикрепляется к тыльной поверхности кубовидной кости; эти два тяжа образуют прямой угол открытый кпереди и кнаружи (рис. 24, вид спереди);

- тыльная пяточнокубовидная связка (13) представляет собой тонкий тяж (рис. 22 и 25), идущий от верхне-наружной поверхности пяточнокубовидного сустава;

- подошвенная пяточнокубовидная связка, плотная, матовобелая, проходит по подошвенной поверхности костей предплюсны и состоит из двух отчётливо различимых слоев. Глубокий слой (14) (рис. 23, вид снизу; поверхностный слой пересечён и ретрагирован) соединяет передний бугор пяточной кости с подошвенной поверхностью кубовидной непосредственно кзади от бороздки сухожилия длинной малоберцовой мышцы (PL). Этот слой часто называют короткой подошвенной связкой. Поверхностный слой (15) прикрепляется сзади к подошвенной поверхности пяточной кости между её задними буграми и передним бугром, а спереди – к подошвенной поверхности кубовидной кости кпереди от бороздки сухожилия длинной малоберцовой мышцы (PL). Растяжения этого слоя прикрепляются к основаниям последних 4 плюсневых костей. Таким образом, бороздка на кубовидной кости превращается в фиброзно-костный туннель, через который в латеро-медиальном направлении проходит сухожилие длинной малоберцовой мышцы (PL) (17, рис. 25). На рис. 27 показаны два срединных среза (вид изнутри), где видно сухожилие длинной малоберцовой мышцы, выходящее из бороздки на кубовидной кости. На рис. 28 показано направление, в котором были сделаны эти срезы.

Эта подошвенная пяточнокубовидная связка относится к числу наиболее важных структур, поддерживающих своды стопы (см. дальше.)

Движения в подтаранном суставе

Каждую поверхность, образующую подтаранный сустав, можно представить себе в виде какой-то геометрической формы: передняя поверхность пяточной кости напоминает сегмент цилиндра, головка таранной кости – часть шара. Однако этот сустав следует рассматривать как плоскостной, т.к. с позиций геометрии нельзя, чтобы две сферические и две цилиндрические поверхности (внутри единого механического комплекса) скользили одновременно одна по другой, не утрачивая контакта. Этот сустав обладает определённой "игрой" благодаря его структуре и представляет тем самым резкий контраст по отношению, например, к тазобедренному суставу, где сочленяющиеся поверхности геометрически конгруентны и позволяют лишь самую минимальную "игру". Компоненты подтаранного сустава обладают достаточной конгруентностью только в среднем положении, где необходима максимальная степень контакта между ними для противодействия нагрузке. В экстремальных положениях они становятся отчётливо дисконгруентными, площадь контакта между ними уменьшается, но в этих положениях и нагрузка на сустав становится значительно меньше.

Из среднего положения (рис. 29, "прозрачные" пяточная и таранная кости видны изнутри) движения пяточной кости по отношению к таранной (предполагается, что последняя фиксирована) происходят в постранстве одновременно в трёх плоскостях. При выворачивании всей стопы внутрь передняя часть пяточной кости выполняет 3 простейших движения (рис. 30, исходное положение показано пунктиром):

- она немного перемещается в дистальном направлении (t), при этом происходит небольшое разгибание стопы;

- движется кнутри (v), т.е. имеет место приведение;

- ложится на свою наружную поверхность (r), т.е. имеет место супинация.

При выворачивании стопы кнаружи происходит обратное.

Farabeuf дал превосходное описание этого комплексного движения пяточной кости: "пяточная кость погружается, поворачивается и перекатывается под таранной костью". Это сравнение с кораблём здесь вполне оправдано (рис. 33):

- корабль погружается в волны (а),

- он поворачивается всем корпусом (b),

- он перекатывается, наклоняясь на бок (с).

Эти простейшие движения по отношению к определённым осям автоматически объединяются в процессе плавания по волнам (е).

Можно показать геометрически, что движение, компоненты которого по отношению к определённым осям хорошо известны, возможно свести к единому движению, происходящему по отношению к одной оси, лежащей косо. Для пяточной кости, которая на рис. 31 изображена в виде паралилепипеда, эта ось "mn" проходит косо сверху вниз, изнутри кнаружи и спереди назад. Ротация вокруг этой оси (рис. 32) приводит к только что описанным движениям. Эта ось, продемонстрированная Henke, входит у верхне-внутренней части шейки таранной кости, проходит через sinus tarsi и выходит у задне-наружного бугра пяточной кости (см. дальше). Ось Henke применима не только к подтаранному, но и к поперечному предплюсневому суставу. Тем самым она контролирует все движения заднего отдела предплюсны под голеностопным суставом.

Движения в подтаранном и поперечном
предплюсневом суставах

Относительные перемещения костей заднего отдела предплюсны можно легко продемонстрировать на анатомических препаратах и схематических рисунках, сделанных в положении выворота стопы кнутри и кнаружи. Если через каждую кость провести металлическую спицу (а – через таранную, b – через пяточную, с – через ладьевидную, d – через кубовидную), то можно будет рассчитать угловые смещения.

На рентгенограммах с вертикальным ходом центрального луча (вид сверху), когда пяточная кость фиксирована, переход от положения выворота кнаружи (рис. 34) к вывороту стопы кнутри (рис. 35) характеризуется следующими перемещениями:

- ладьевидная кость (с) перемещается медиально по отношению к головке таранной кости и поворачивается на 5 град.;

- кубовидная кость (а) следует за ладьевидной, поворачивается на тот же самый угол и скользит кнутри по отношению к пяточной и ладьевидной костям;

- пяточная кость (b) слегка сдвигается кпереди и поворачивается по отношению к таранной кости на угол, равный 5 град.

Эти три элементарных поворота происходят в одном направлении, обеспечивая приведение.

На передне-заднем снимке (в данном случае неподвижной остаётся таранная кость) видны следующие перемещения при переходе от положения выворота стопы кнаружи (рис. 36) к вывороту кнутри (рис. 37):

- ладьвидная кость (с) поворачивается на 25 град, и "наплывает" на таранную кость медиально;

- кубовидная кость (d) не видна за тенью от пяточной кости, она поворачивается на 18 град.;

- пяточная кость (b) скользит кнутри под таранной и поворачивается на 20 град.

Эти три элементарных поворота происходят в одном и том же направлении, обеспечивая супинацию, и ладьевидная кость поворачивается больше, чем пяточная и особенно больше, чем кубовидная.

И, наконец, на боковой рентгенограмме при переходе от положения выворота кнаружи (рис. 38) к вывороту кнутри (рис. 39) можно заметить следующие перемещения:

- ладьевидная кость (b) в буквальном смысле этого слова скользит под головкой таранной кости и поворачивается по отношению к своей оси на 45 град, таким образом, что её передняя поверхность оказывается обращённой внутрь;

- кубовидная кость (d) также скользит книзу по отношению к пяточной и таранной; это движение кубовидной кости книзу по отношению к тарану имеет большее значение, чем движение ладьвидной кости по отношению к таранной; в это же время кубовидная кость поворачивается на 12 град.,

- пяточная кость (b) перемещается кпереди по отношению к таранной так, что задний край последней нависает над частью пяточной кости, лежащей кзади от её верхней суставной фасетки; в то же самое время она поворачивается на 12 град, в направлении экстензии, как и ладьевидная кость.

Эти три простых движения происходят в одном направлении – в направлении экстензии.

Движения в поперечном предплюсневом суставе

Эти движения зависят от формы суставных поверхностей и от расположения связок.

Представим себе (рис. 40), что суставные поверхности расположены по отношению к оси хх', которая проходит косо сверху вниз и снаружи кнутри под углом 45 град, к горизонтали. Она служит, как дверная петля, которая позволяет ладьвидной и кубовидной костям двигаться книзу и кнутри (стрелки S и С) или кверху и кнаружи. Поверхность головки таранной кости, имеющая овальную форму, длинная ось которой уу' наклонена под углом 45 град, к горизонтальной плоскости (угол "ротации" тарана), оказывается длиннее в направлении этого движения.

Перемещение ладьевидной кости по отношению к головке таранной происходит в медиальном направлении (рис. 41) и книзу (рис. 42) под влиянием тяги задней большеберцовой мышцы (ТР), прикрепляющейся к бугру ладьевидной кости. Натяжение тыльной таранноладьевидной связки (а) контролирует эти движения. Описанное изменение ориентации ладьевидной кости вызывает через клиновидные и первые три плюсневые кости приведение стопы и уплощение внутреннего подошвенного свода (см. дальше).

В это же время ладьевидная кость движется по отношению к пяточной. В положении выворота кнаружи (рис. 43, вид сверху, таранная кость отсутствует) "пружинящая связка" (b), нижний конец дельтовидной связки (с) и внутренний тяж раздвоенной связки (d) находятся в состоянии натяжения. В положении выворота кнутри (рис. 44) сокращение задней большеберцовой мышцы (ТР) приближает ладьвидную кость к пяточной и заставляет таранную кость подтолкнуть кверху верхнюю поверхность пяточной кости (стрелка с белыми полосками), чтобы вышеназванные связки могли расслабиться. Это объясняет, почему передняя поверхность пяточной кости не столь протяжённа, как ладьвидной: суставная поверхность, поддерживаемая костной консолью и соответственно ригидная не позволила бы такие перемещения ладьевидной кости по отношению к пяточной. С другой стороны, гибкая поверхность "пружинящей связки" (b) весьма существенна для обеспечения эластичности внутреннего свода стопы.

Движения кубовидной кости кверху по отношению к пяточной (рис. 45, вид изнутри) резко ограничены под действием двух факторов:

- из-за наличия переднего отростка пяточной кости, (стрелка), который является препятствием для них в проксимальной части поперечного предплюсневого сустава;

- из-за натяжения мощной подошвенной пяточнокубовидной связки (f), которая не позволяет суставу (а) раскрываться книзу.

С другой стороны, кубовидная кость легко перемещается книзу (рис. 46) по выпуклой поверхности суставной фасетки пяточной кости. Это движение контролируется только натяжением наружного тяжа (е) раздвоенной связки.

В поперечной плоскости (рис. 47, горизонтальный срез на уровне АВ рисунка 40) кубовидная кость легче скользит кнутри, будучи контролируемой натяжением тыльной пяточнокубовидной связки (g). Если представить себе картину в целом, то кубовидная кость предпочтительно смещается книзу и кнутри.

Общая функция суставов заднего отдела предплюсны

При изучении анатомических препаратов задней части стопы становится ясно, что все её суставы составляют неразрывное функциональное единство – суставной комплекс задней части предплюсны, участвующий в изменении направления и формы сводов стопы. Подтаранный и поперечный предллюсневый суставы механически связаны между собой и вместе образуют единый сустав с одной степенью свободы по отношению к оси Неnke (ось mn).

Рисунки показывают 4 кости заднего отдела стопы под двумя разными углами зрения, в двух различных перспективах: передне-боковой (рис. 48 и 50) и передней (рис 49 и 51). На этих рисунках положения стопы, соответствующие вывороту кнутри (рис 48 и 49) и кнаружи (рис. 50 и 51), расположены друг под другом. Это помогает увидеть изменения направления ладьевидной и кубовидной костей по отношению к таранной, которая остаётся фиксированной.

При вывороте стопы кнутри (рис. 48 и 49) происходит следующее:

- сухожилие задней болыиеберцовой мышцы тянет ладьвидную кость (nav), обнажая верхне-наружную часть головки таранной кости (d);

- ладьвидная кость увлекает за собой кубовидную через кубовидноладьевидные связки;

- кубовидная кость в свою очередь увлекает за собой пяточную (calc), которая перемещается кпереди под таранной костью (Tal);

- sinus tarsi раскрывается до предела (рис. 48), при этом оба тяжа межкостной связки натягиваются (1 и 2);

- верхняя суставная поверхность пяточной кости (а') открывается в её передне-нижней части, а подтаранный сустав раскравается в верхне-заднем отделе.

Если рассматривать движение в целом, то ладьвидная и кубовидная кости перемещаются кнутри (рис. 49, стрелка Add) таким образом, что передний отдел стопы движется кпереди и кнутри (стрелка 1, рис.48).

В это же время пара, образованная ладьвидной и кубовидной костями, поворачивается вокруг передне-задней оси, проходящей через раздвоенную связку. которая активно противодействует торсии и тракции. Эта ротация благодаря смещению ладьевидной кости кверху и движению кубовидной книзу обеспечивает супинацию (стрелка Supin): подошва стопы смотрит кнутри, поскольку наружный подошвенный свод уменьшается – суставная поверхность кубовидной кости, соответствующая основанию 5-ой плюсневой кости (Vm), ориентирована кпереди и книзу, а внутренний свод увеличивается – суставная поверхность ладьевидной кости, сочленяющаяся с внутренней клиновидной (Iс), перемещается кпереди.

При вывороте стопы кнаружи (рис. 50 и 51) происходит следующее:

- сухожилие короткой малоберцовой мышцы, прикрепляющееся к бугристости основания 5-ой плюсневой кости, тянет кубовидную кость кнаружи и каади;

- кубовидная кость увлекает за собой ладьвидную, при этом обнажается верхневнутренняя часть головки таранной кости;

- пяточная кость также включается в движение и перемещается кзади под таранной костью;

- sinus tarsi закрывается (рис. 50), и дальнейшее движение в направлении выворота кнаружи контролируется столкновением таранной кости с дном sinus tarsi;

- задне-верхняя часть верхней поверхности пяточной кости (а') открывается.

Если рассматривать картину в целом, то ладьевидная и кубовидная кости (рис 51) вместе испытывают тягу, направленную кнаружи (стрелка Abd), и передний отдел стопы движется кпереди и кнаружи (стрелка Е, рис. 50). В то же время он ротируется в направлении пронации (стрелка Pron) в результате смещения ладьевидной кости книзу и отведения кубовидной, вследствие чего её суставная поверхность, обращённая к основанию 5-ой плюсневой кости поворачивается кпереди и кнаружи.

Гетерокинетический универсальный сустав
заднего отдела предплюсны

Ось Henke не является, как можно было подумать, фиксированной и неизменной. Это постоянно меняющаяся ось, перемещающаяся в пространстве во время движения. К такому заключению можно придти на основании изучения последовательно снимаемых рентгенограмм заднего отдела предплюсны при вывороте стопы кнутри и кнаружи. Если мы наложим друг на друга центры ротации, определённые по этим рентгенограммам, они не совпадут. Это наблюдение подтверждает гипотезу о том, что ось Henke (рис. 52) перемещается из исходного положения (1) в конечное (2) по "кривому пути" между этими крайними положениями. Остаётся подтвердить эту гипотезу математически на компьютере.

В заднем отделе предплюсны имеются две последовательные непараллельные оси – ось голеностопного сустава и ось Henke, которые можно рассматривать как общую ось подтаранного и поперечного предплюсневого суставов. Поэтому целесообразно использовать этот универсальный сустав как механическую модель суставного комплекса заднего отдела предплюсны. В механике универсальный сустав определяется как сустав с двумя перпендикулярными друг другу осями и представляющий собой две вилки (рис.53), которые могут ротироваться по отношению друг к другу под любым углом. В автомашинах с передней передачей он находится между приводом руля и осью. Он известен как "гомокинетический универсальный сустав", поскольку ротационная пара сил остаётся такой же независимо от относительного положения вилок.

В биомеханике известны три сустава такого типа:

- грудинноключичный (седловидный),

- лучезапястный (мыщелковый),

- трапециевидно-метакарпальный (седловидный).

В заднем отделе предплюсны суставной комплекс представлен "гетерокинетическим" универсальным суставом. Его оси не ортогональны, т.е. они не перпендикулярны друг другу в пространстве, а идут косо. Механическая модель показана на рис. 54 и отражает следующие структуры:

- голень (А) и передний отдел стопы (В),

- поперечную ось хх' голеностопного сустава, проходящую косо кпереди и кнутри,

- ось Henke, идущую косо в задне-переднем, нижне-верхнем и наружно-внутреннем направлении,

- промежуточную структуру (С), не имеющую костного эквивалента представляющую собой неправильный четырёхгранник с двумя осями универсального сустава, проходящими через два из его углов.

Относительный наклон этих двух неортогональных осей определяет направление движений в заднем отделе предплюсны. Мышцы, распределяющиеся по отношению к этим двум осям, могут вызывать лишь два типа движения (все другие движения "запрещаются"):

- это выворот стопы кнутри (рис. 55), при котором происходят экстензия стопы и её поворот таким образом, чтобы подошвенная поверхность смотрела внутрь.

- и выворот стопы кнаружи (рис. 56), при котором происходят флексия и поворот подошвенной поверхности кнаружи.

Понимание этого "гетерокинетического сустава" чрезвычайно важно для дальнейшего рассмотрения действия мышц стопы, ориентации её подошвенной поверхности, а также статики и динамики стопы.

Роль связок при вывороте стопы кнутри и кнаружи

Выворот стопы кнутри и кнаружи ограничивается двумя факторами:

- контактом костных поверхностей,

- лигаментозной системой заднего отдела предплюсны.

Дата добавления: 2015-08-27